本实用新型涉及一种炼钢用设备，特别涉及一种低耗材节能型钢包。
背景技术：
随着钢铁企业节能减排和降低成本的双重压力下，对钢铁冶炼用耐火材料提出了更高的要求，不仅要保证钢铁冶炼工序安全稳定运行，同时要求耐火材料在使用寿命、节能降耗、对铁水、钢水无污染等功能化方面进行改进。钢包作为冶金工业的重要容器件，不仅是钢水的储存、转运设备，同时还是炉外精炼的关键设备，随着炉外精炼技术及连铸钢包大型化的发展，不少钢水精炼处理是在钢包内进行的，钢水在钢包的滞留时间延长，钢包内衬耐火材料的工作条件越发苛刻，对钢包用耐火材料要求不断提高。钢包用耐火材料是炼钢过程中主要消耗的材料，其性能的优劣、技术特点直接影响炼钢连铸工艺能否稳定安全进行、钢水洁净质量水平、炼钢能源消耗、炼钢耐材成本高低的关键。
钢包耐火材料内衬通常由工作层、永久层、保温层组成。工作层耐火材料直接接触钢水与钢渣，承受钢水与钢渣的机械冲刷及高温化学侵蚀。工作层耐火材料主要有镁铝碳砖、镁碳砖、无碳预制块等定型制品。永久层耐火材料主要作用是在工作层耐火材料出现局部侵蚀剥落或工作层使用后期，防止出现钢水渗透到金属外壳，保障钢包安全性。永久层耐火材料主要为高铝质浇注料。保温层耐火材料紧贴钢包金属外壳，其主要作用是保温隔热，减少钢水热损失及防止钢包金属外壳变形。保温层主要采用耐火纤维板、蛭石板、硅酸钙保温板等轻质材料。
随着炉外精炼技术及连铸钢包大型化的发展，不少钢水精炼处理是在钢包内进行的，钢水在钢包的滞留时间延长，钢包内衬耐火材料的工作条件越发苛刻。工作层耐火材料采用镁铝碳砖、镁碳砖、无碳预制块等定型制品，上述材料在使用至残厚为50～70mm时，整体拆除工作层，工作层残砖基本按废物丢弃处理，这不仅使影响钢包使用寿命、降低钢包周转效率、增加工人劳动强度，同时造成内衬耐火材料资源浪费，含碳耐火材料的应用对钢水造成二次污染。永久层耐火材料采用高铝质浇注料，其体积密度一般达到2.45g/cm3以上，导热系数大于1.5W/m·K，导致钢包隔热保温性能差，钢水温降大，造成热损失过大，不利于钢铁冶炼的节能降耗。保温层主要采用耐火纤维板、蛭石板、硅酸钙保温板等轻质材料，在使用一段时间后会出现粉化、空心现象，不仅没有起到隔热保温的作用，而造成内衬松动，钢包运行过程中存在安全隐患。
此外，传统钢包中的包身渣线工作层多由碳制制品制成，且其比较容易直接接触空气，容易被氧化、腐蚀，使用寿命较短。
技术实现要素：
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种低耗材节能型钢包，有效的克服了现有技术的缺陷。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种低耗材节能型钢包，包括钢壳，其中，上述钢壳内底壁上设置有包底永久层，上述钢壳内侧壁上覆盖设置有包壁永久层，且包壁永久层底部密封抵接在包底永久层上，上述包壁永久层内壁上分别覆盖有包身熔池工作层和包身渣线工作层，且上述包身渣线工作层设置在包身熔池工作层上部，且其底部与包身熔池工作层的顶部密封抵接，上述包身熔池工作层底部密封抵接在上述包底永久层上，上述包身渣线工作层内壁上覆盖有防氧化层，上述包底永久层上设置有包底非冲击区工作层，上述包底非冲击区工作层的侧壁密封贴靠上述包身熔池工作层内壁，上述包底非冲击区工作层中部设置有包底冲击区工作层。
本实用新型的有益效果是：安全、寿命长、保温性能好、钢水质量高、重量轻，能有效的阻止空气中的氧气对包身渣线工作层的氧化和腐蚀。
在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
进一步，上述包底永久层和包壁永久均由六铝酸钙浇注料浇注形成或由六铝酸钙质定型制品砌筑形成。
采用上述进一步方案的有益效果是导热系数、体积密度较低，不仅提高钢包的隔热保温性能，同时降低钢包整体重量，利于钢包节能保温和行吊安全稳定运行。
进一步，包身熔池工作层和包底非冲击区工作层均由刚玉铝镁尖晶石质浇注料形成。
采用上述进一步方案的有益效果是导热系数较低，可减少钢水在钢包的蓄热和散热损失，降低钢水温降，利于钢水洁净度，提高钢水纯度和质量。
进一步，上述包身渣线工作层由镁碳砖砌筑形成。
采用上述进一步方案的有益效果是耐高温性能较高。
进一步，上述防氧化层由防氧化涂料在包身渣线工作层内壁上涂抹形成。
采用上述进一步方案的有益效果是钢包在烘烤过程中，防氧化层可以形成釉面，阻止镁碳砖的氧化，同时，在钢包运行前期可有效抵抗钢水对钢包内壁的侵蚀，可提高包身渣线工作层的使用寿命。
进一步，上述包底冲击区工作层由无碳预制件砌筑形成。
采用上述进一步方案的有益效果是其耐压、耐腐蚀强度较高。
附图说明
图1为本实用新型的低耗材节能型钢包的结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、钢壳，2、包底永久层，3、包壁永久层，4、包身熔池工作层，5、包身渣线工作层，6、防氧化层，7、包底非冲击区工作层，8、包底冲击区工作层。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
实施例一：如图1所示，本实施例的低耗材节能型钢包，包括钢壳1，其特征在于：上述钢壳1内底壁上设置有包底永久层2，上述钢壳1内侧壁上覆盖设置有包壁永久层3，且包壁永久层3底部密封抵接在包底永久层2上，上述包壁永久层3内壁上分别覆盖有包身熔池工作层4和包身渣线工作层5，且上述包身渣线工作层5设置在包身熔池工作层4上部，且其底部与包身熔池工作层4的顶部密封抵接，上述包身熔池工作层4底部密封抵接在上述包底永久层2上，上述包身渣线工作层5内壁上覆盖有防氧化层6，上述包底永久层2上设置有包底非冲击区工作层7，上述包底非冲击区工作层7的侧壁密封贴靠上述包身熔池工作层4内壁，上述包底非冲击区工作层7中部设置有包底冲击区工作层8。
上述包底永久层2和包壁永久层3均由六铝酸钙浇注料浇注形成，其主要性能参数为：体积密度(110℃×24h)≤2.3g/cm3、耐压强度(110℃×24h)≥3MPa、耐压强度(1500℃×3h)≥20MPa、线变化率(1500℃×3h)为±0.5％、导热系数(350±25℃)≤0.55W/m·K、Al2O3含量为70％～90％，厚度设置为80～120mm，其中，六铝酸钙质浇注料以微孔六铝酸钙为骨料，六铝酸钙细粉、氧化铝微粉和氧化硅微粉为基质料合成。
上述包身熔池工作层4和包底非冲击区工作层7均由刚玉铝镁尖晶石质浇注料浇注形成，主要性能参数为：体积密度≥3.0g/cm3、耐压强度(110℃×24h)≥50MPa、Al2O3+MgO含量为≥90％，其中，刚玉铝镁尖晶石质浇注料以高铝刚玉、铝镁尖晶石为骨料，电熔镁砂、氧化铝微粉和氧化硅微粉为基质料合成。
上述包身渣线工作层5由镁碳砖砌筑形成，其主要性能参数：显气孔率≤4％，体积密度≥2.9g/cm3、耐压强度≥40MPa、MgO含量为≥78％。镁碳砖是以高熔点碱性氧化物氧化镁(熔点2800℃)和难以被炉渣侵润的高熔点碳素材料作为原料，添加各种非氧化物添加剂制成。
上述防氧化层6由防氧化涂料在包身渣线工作层5内壁上涂抹形成，其浆体密度为1.6～1.8g/cm3，烘干后形成致密保护层，在700～900℃时出现釉化，形成均质釉面层，阻止空气中的氧气向碳质制品内部扩散而起到防氧化作用。
上述包底冲击区工作层8由无碳预制件砌筑形成，其主要性能参数为：体积密度≥2.9g/cm3、耐压强度(110℃×24h)≥30MPa、Al2O3+MgO含量为≥80％。
钢包耐火材料内衬施工过程中，先在钢壳1的底壁和侧壁上浇筑包底永久层2和包壁永久层3，下一步，在包壁永久层3内壁上浇筑包身熔池工作层4，之后，在包身熔池工作层4以及包壁永久层3内壁上砌筑包身渣线工作层5，下一步，在包底永久层2中部固定包底冲击区工作层8，之后，在包底冲击区工作层8外围浇筑包底非冲击区工作层7，最后在包身渣线工作层5外涂覆防氧化层6。
实施例二：上述包底永久层2由六铝酸钙质浇注料浇注形成，其主要性能参数为：体积密度(110℃×24h)≤2.3g/cm3、耐压强度(110℃×24h)≥3MPa、耐压强度(1500℃×3h)≥20MPa、线变化率(1500℃×3h)为±0.5％、导热系数(350±25℃)≤0.55W/m·K、Al2O3含量为70％～90％，厚度设置为80～120mm，其中，六铝酸钙质浇注料以微孔六铝酸钙为骨料，六铝酸钙细粉、氧化铝微粉和氧化硅微粉为基质料合成。
上述包壁永久层3由六铝酸钙质定型制品砌筑形成，其主要性能参数为：体积密度≤2.3g/cm3、耐压强度≥15MPa、加热永久性线变化率(1450℃×12h)为±0.5％、导热系数(350±25℃)≤0.55W/m·K、Al2O3含量为70％～90％，厚度设置为80～120mm，其中，六铝酸钙质定型制品以微孔六铝酸钙为骨料，六铝酸钙细粉、氧化铝微粉和氧化硅微粉为基质料经过配料、混料、成型、养护、烧成等工序制成。
生产过程中，先在钢壳1的底壁和侧壁上分别浇筑包底永久层2和砌筑包壁永久层3，下一步，在包壁永久层3内壁上浇筑包身熔池工作层4，之后，在包身熔池工作层4以及包壁永久层3内壁上砌筑包身渣线工作层5，下一步，在包底永久层2中部固定包底冲击区工作层8，之后，在包底冲击区工作层8外围浇筑包底非冲击区工作层7，最后在包身渣线工作层5外涂覆防氧化层6。
其他同实施例一。
本实用新型的有益效果是：
1)包身熔池工作层由刚玉镁质浇注料或刚玉铝镁尖晶石质浇注料浇注形成，在使用一段时间后，对熔池工作层粘附的钢渣和渗透层进行清理，然后放上模具再次对熔池工作层进行套浇，然后经养护烘烤后投入使用，通过反复套浇使用，不仅使用寿命可达200次以上，提高钢包内衬耐火材料使用寿命，同时避免了用后耐火材料的丢弃，节约资源，降低了吨钢耐火材料的消耗；
2)包身熔池工作层由刚玉镁质浇注料或刚玉铝镁尖晶石质浇注料浇注形成，上述材料导热系数低于镁铝碳砖，可减少钢水在钢包的蓄热和散热损失，降低钢水温降；
3)包身熔池工作层由刚玉镁质浇注料或刚玉铝镁尖晶石质浇注料浇注形成，未采用镁铝碳砖，利于钢水洁净度，提高钢水纯度和质量；
4)包身熔池工作层由刚玉镁质浇注料或刚玉铝镁尖晶石质浇注料浇注形成，减少钢包内衬耐火材料修砌次数，降低工人劳动量及劳动强度；
5)包身渣线工作层由镁碳砖砌筑形成，镁碳砖上采用防氧化涂料涂抹，形成防氧化层，钢包在烘烤过程中，涂层可以形成釉面，阻止镁碳砖的氧化，同时，在钢包运行前期可有效抵抗钢水对钢包内壁的侵蚀，可提高渣线工作层的使用寿命；
6)包壁和包底永久层由为六铝酸钙质浇注料浇注或六铝酸钙质定型制品砌筑形成，六铝酸钙质浇注料和六铝酸钙质定型制品以微孔六铝酸钙骨料为主体原料制备而成，微孔六铝酸钙骨料，具有熔点高、化学稳定性好等优异的耐火性能，以其为主要原料制备的浇注料和定型制品在高温性能，体积稳定性、抗侵蚀性能、热震稳定性等方面均优于高铝浇注料，不仅可有效防止出现钢水渗透到金属外壳，保障钢包安全性，同时在工作层材料使用至50mm以下时，确保钢包耐火材料内衬防钢水渗透性，提高工作层材料利用率，降低了吨钢耐火材料的消耗；
7)包壁和包底永久层由为六铝酸钙质浇注料浇注或六铝酸钙质定型制品砌筑形成，六铝酸钙质浇注料和定型制品导热系数、体积密度均低于高铝浇注料，不仅提高钢包的隔热保温性能，同时降低钢包整体重量，利于钢包节能保温和行吊安全稳定运行；
8)低耗材节能型钢包耐火材料内衬由工作层和永久层组成，可达到隔热保温的作用，未采用保温层，不仅可以降低工人劳动强度，同时避免出现保温层出现粉化、空心现象，消除钢包运行过程中由于保温层造成的安全隐患。
整个低耗材节能型钢包安全、寿命长、保温性能好、钢水质量高、重量轻，能有效的阻止空气中的氧气对包身渣线工作层的氧化和腐蚀。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。